Mavzu: № Elektr mashinalarni ishlatishni o‘ziga hos hususiyatlari. Reja: 2

Mavzu: 7. Generatorlarni parallel ishlashiga ulash.

Reja:

1.

2.

Sinxron generatorlar parallel ishlashi uchun aniq sinxronlash va o‘z–o‘zini sinxronlash usullari bilan ulanishi mumkin. Ikkala holda ham ishlamayotgan agregatniig birlamchi dvigateliga bug‘ yoki suv yuboriladi va agregat sinxron aylanish chastotasiga yaqin chastotagacha aylantiriladi. Generator uyg‘otilgan holda ulanadigan aniq sinxronlash usulida uni tarmoqqa ulash paytida quyidagi shartlar bajarilishi kerak:

ulanayotgan generator va tarmoq kuchlanishlari effektiv qiymatlarining tengligi; generator va tarmoq kuchlanishlari chastotalarining tengligi; generator va tarmoqning bir nomdagi kuchlanishlari fazalarining mos kelishi.
Aniq sinxronlashda ko‘rsatilgan shartlardan birortasiga amal qilinmasa,
tokning birdaniga katta o‘zgarishiga

o lib keladi, bu esa faqat ulanayotgan

generatorgagina xavfli bo‘lmay

balki

energotizim

ishining

turg‘unligi

uchun

ham

xavfli

а)

hisoblanadi.

б)

Albatta,

hamma

ko‘rsatilgan

talablarni absolyut aniq bajarishning

2.10-rasm. Aniq sinxronlash usuli bilan

iloji yo‘q

va

shuning

uchun real

generatorni tarmokka ulash: a)-U

f,g

≠U

f,s

dagi

sharoitlarda

nazorat

qilinayotgan

kuchlanishlarning vektor diagrammasi; b)—

kattaliklarning chetga

chiqishiga

shuning o‘zi 0 bo‘lganda.

ruxsat etiladi

va ularning chegarasi

quyida ko‘rsatilgan.

Energotizim - C ga generator - Г ni parallel ishlashga ulashning hususiyatlarini 2.10-rasmda ko‘rsatilgan sxema misolida ko‘rib chiqish mumkin.
Aniq sinxronlashning yuqorida ko‘rsatilgan shartlari buzilsa, quyidagi uchta hol bo‘lishi mumkin:

1. 
   generator va energotizim faza kuchlanishlari U_f,s hamda U_f,g lar vektorlarining kattaligi teng emas, ammo fazalari mos keladi va vaqt bo‘yicha bir xil chastotada o‘zgaradi:
   

lUf,sl ≠ lUf,gl; fg = fs;  = (Uf,s ۸Uf,g) = 0;	(2.4)
b) faza kuchlanishlarining vektorlari faza bo‘yicha biror burchak ga suriladi,
ya’ni:
 ≠ 0, ammo fg = fs; lUf,sl = lUf,gl;	(2.5)
v) generatorlar har xil burchak tezligida aylanadi:
fg = fs; lUf,sl = lUf,gl.	(2.6)

Birinchi ikki holda generatorni ulash paytida kuchlanishlar ayirmasi U_f hosil bo‘ladi, u muvozanatlovchi tokning oqishiga sabab bo‘ladi. Muvozanatlovchi tok uchinchi holda ham ulash paytidayoq (agar ≠0 bo‘lsa) yoki ma’lum vaqtdan so‘ng,
kuchlanishlar vektori ma’lum burchakka surilgandan keyin hosil bo‘ladi:

									(2.7)
I y 	U ф.с  Е^*ф				U ф			,
		x*	 x		x*
						 x
		d	c		d		c

bunda ^Eф^* va ^хd^* - generatorning ulash paytidagi EYuK va qarshiligi mikdorlari; ^хс - energotizim qarshiligi, odatda, u uncha katta bo‘lmaydi va hisoblashlarda nazarga olinmastligi mumkin.

I_u tok U_f ga nisbatan induktiv xarakterga ega, chunki generator va energotizimning aktiv qarshiliklari juda kichik.
Ko‘rilgan hollarning birinchisida munozanatlovchi tok U_f,g ga nisbatan induktiv xarakterini saqlaydi (2.10-rasm, a), shu sababli u generatorning valida o‘tayuklanish hosil qilmaydi. Generatorni tarmoqqa ulash paytida kuchlanishning nominal miqdoriga nisbatan farqining 5-10% bo‘lishiga ruxsat etiladi, shu sababli generatorning tok bo‘yicha xavfli o‘tayuklanishi sodir bo‘lmaydi.

Ikkinchi holda (2.10-rasm, b) muvozanatlovchi tok U_f,g ga nisbatan katta aktiv

		
tashkil etuvchiga ega bo‘ladi.	U ф.г , vektori	U ф.е	vektoridan ilgarilaydi, shuning

uchun muvozanatlovchi tokning aktiv tashkil etuvchisi I_a.g generator rotorini

to‘xtatishga yo‘nalgan aylantiruvchi moment hosil qiladi. Agar kuchlanish vektori

	vektor		dan orqada
U ф.г		U ф.е

2.11-rasm.Kuchlanishning topish egri chizig‘i.

qolganda edi, muvozanatlovchi tokning aktiv tashkil etuvchisi rotorni tezlashtiruvchi moment
hosil qilgan bo‘lardi. Generatorni bu holda ulashda, uniig valiga yulama katta

o‘zgaruvchan miqdorda ta’sir etib, agregatning jiddiy mexanik buzilishiga olib kelishi mumkin. Buning oldini olish uchun sinxronlanadigan manbalarning kuchlanish vektorlarining burchak farqi ulash vaqtida 10-20 el.gradusdan oshmasligi kerak.

Uchinchi holda, burchak uzluksiz o‘zgarib turganda, kuchlanishlar farqi U_f ham o‘zgaradi va uni tepish kuchlanishi deb yuritiladi. Tepish kuchlanishi noldan 2U_f.t gacha va sinxronlash manbalarining kuchlanishlari chastotalari yig‘indisining yarmiga teng bo‘lgan chastota bilan o‘zgaradi. Tepish kuchlanishning amplitudalari orqali o‘tkazilgan o‘rovchi chiziq generator va tizim chastotalari ayirmasining yarmiga teng chastotaga ega (2.11-rasm).
Shunday qilib, chastotalar teng bo‘lmasa, U_f ning yuqori qiymatida noqulay paytda ulash xavfi har doim bo‘ladi. Bundan tashqari, chastotalar farqi katta bo‘lsa, mashina sinxronizmga tushmasligi mumkin. Bu esa chastotalarning ruxsat etiladigan farqining ulash paytida 0,1% dan oshmasligini chegaralashga majbur etadi.

Eng katta muvozanatlovchi tok burchak 180 el.grad. ga teng 6o‘lganda hosil bo‘ladi. Faraz qilaylik agar generator kuchli energotizim (x_s ≈ 0) bilan parallel ishlash uchun ulansa, u holda:

I			2Uф	 2I ^(3)	(2.8)
	у
				к
			хd

Bunda muvozanatlovchi tok generatorning qisqichlaridagi uch fazali qisqa tutashuv tokidan 2 marta katta bo‘ladi. Bunday tok chulg‘amlarning qizishi nuqtai nazaridan ham va o‘tkazgichlar orasidagi elektrodinamik kuchlar tufayli ayniqsa stator chulg‘amining old qismlarida ham xavfli hisoblanadi. Shunday qilib, uyg‘ongan generatorni boshqa generatorlar bilan, aniq sinxronlash shartiga amal qilmasdan turib, parallel ishlashga ulash mashinaning jiddiy buzilishiga olib kelishi mumkin.

Generator aylanish chastotasini sinxron aylanish chastotasiga yaqinlashtirish va uni ravon rostlash birlamchi dvigatellar (bug‘ yoki gidroturbinalar) ning aylanish chastotalari to‘g‘rilagichlariga ta’sir etish yo‘li bilan bajariladi. Ulanayotgan generatorning kuchlanishini o‘zgartirish uyg‘otish chulg‘amidagi tokni oshirish yoki kamaytirish yo‘li bilan amalga oshiriladi.

Aniq sinxronlash shartini amalga oshirishni ko‘z bilan ko‘rib nazorat qilish ikkita voltmetr (generator va tarmoq kuchlanishlarining tengligini nazorat qilish uchun), ikkita chastota o‘lchagich (ulardan biri tarmoq chastotasini, ikkinchisi ulanayotgan generator chastotasini ko‘rsatadi), shuningdek bir nomdagi fazalar kuchlanishlari vektorlarining bir-biriga mos tushishini nazorat qilish imkoniyatini beradigan maxsus asbob – sinxronoskop yordamida amalga oshiriladi. Bu asboblar
sinxronizatsiyalash shitchalari yoki kolonkalari tarkibiga kiradi (2.12-rasm) va ular barcha elektr stansiyalarda mavjuddir.

Aniq sinxronlashda ulash uchun signal berish payti sirpanish burchak

tezligi (chastotalar farqi) bilan
aylanayotgan sinxronoskopning ko‘rsatkichi orqali aniqanadi. Birlamchi dvigatelning tezlik to‘g‘rilagichiga tasir etib, chastotalarning tenglashishiga
shunday erishiladiki, bunda sinxronoskop ko‘rsatkichi 20 s ichida

2.12-rasm. Sinxronlash kolonkasining o‘lchash _{bir martadan ortiq aylanmasin.}

priborlarini ulash sxemasi. _{Sinxronoskop shkalasida}
kuchlanishlarni fazalar bo‘yicha bir xil bo‘lishini ko‘rsatuvchi chiziq tortilgan. Signal berish uchun generatorning o‘chirgichini sinxronoskop ko‘rsatkichi chiziq tortilgan belgiga ozgina etmagan paytda ulash lozim, chunki o‘chirgichining ulanishi uchun sarflanadigan vaqtni ham hisobga olish kerak.
Aniq sinxronlash qo‘lda yoki avtomatik tarzda bo‘lishi mumkin.
Ko‘lda aniq sinxronlashning hamma jarayonlari nazoratchi tomonidan qo‘lda bajariladi. Nazoratchining noto‘g‘ri harakat qilib qo‘yishini yo‘qotish uchun sinxronlash sxemasiga maxsus blokirovka kirgiziladi, u noqulay paytda o‘chirgichini ulash uchun berilgan signalning o‘tishiga avtomatik tarzda to‘sqinlik qiladi.

Avtomatik sinxronlash maxsus qurilmalar avtomatik sinxronizatorlar yordamida amalga oshiriladi. Avtomatik sinxronizatorlar sinxronlanayotgan generatorning kuchlanishi va chastotasini rostlash va uni nazoratchisiz tarmoqda ulash imkoniyatini beruvchi juda murakkab sxemaga ega.

Aniq sinxronlash usulining kamchiliklariga jarayonni amalga oshirishning murakkabligi va uzoq davom etishini (bu ayniqsa energotizimning avariya ish rejimi sharoitida chastota va kuchlanishning o‘zgarib turishi sodir bo‘lganda yana ham ko‘proq bilinadi, hamda boshqaruvchi shaxs yuqori malakaga ega 6o‘lishiii talab etishini hamda sinxronlash shartlari buzilsa, katta avariyalar sodir bo‘lishini kiritish mumkin.
O‘z-o‘zini sinxronlashda generator uyg‘otilmay, taxminan sinxronlash chastotaga teng chastotada aylanayotgan vaqtida (sirpanish ±2-3%) tarmoqqa ulanadi. Uzgich ulanishi zahoti uyg‘otish toki beriladi va generator 1-2 sekundda sinxronizmga tortiladi.
Uyg‘otilmagan generator tarmoqqa ulangan paytda u tarmoqdan ancha katta reaktiv tok iste’mol qiladi. Stator chulg‘amidan oqib o‘tayotgan ushbu tok hosil qilayotgan aylanuvchi magnit maydoni generator rotorining chulg‘amida EYUK hosil qiladi.
O‘ta kuchlanish tufayli izolyasiyaning buzilishinint oldini olish uchun generator rotorining chulg‘ami uzgichini ulashdan oldin o‘z-o‘zini sinxronlash maxsus qarshiligiga yoki АГП qurilmasining so‘ndiruvchi qarshiligiga tutashtirilgan bo‘lishi kerak, bu qarshilik АГП ulangandan keyin uziladi.
Generator o‘z-o‘zini sinxronlash usuli bilan tarmoqqa ulanganda, unda o‘tkinchi jarayonlar sodir bo‘ladi va bular generatordan chiqqan simlardagi qisqa tutashuv jarayonlariga o‘xshash bo‘ladi.
Generator-transformator bloklarini energotizim bilan parallel ishlashga ulanganda statorda hosil bo‘ladigan tok ancha kam bo‘ladi, chunki bu vaqtda transformator qarshiligining chegaralovchi ta’siri bo‘ladi. Shuni ham aytish kerakki, o‘z-o‘zini sinxronlashda statorning toki ulash paytida induktiv xarakterga ega bo‘ladi va demak, generatorning valida qo‘shimcha mexanik yuklamalar hosil qilmaydi.

Elektr qurilmalarining qurilish qoidasi tokning sakrashi nominal tokdan 3,5 martadan ko‘p oshmaslik shartida, generatorlarni o‘z-o‘zini sinxronlash usuli bilan ulashga ruxsat etadi, ya’ni:

I ^' 			U			 3.51I		(2.9)
							ном
				'
		3(x
					 x )
			d		c

Bunda I’-boshlang‘ich o‘tkazash toki, kA; U-qurilmaning fazalari orasidagi kuchlanish kV; x_d’-generatorning o‘tish qarshiligi, Om; x_c-energotizimning generator qisqichlarigacha bo‘lgan qarshiligi, Om; I_nom-generatorning nominal toki, kA.

Generator o‘z-o‘zini sinxronlash metodi bo‘yicha ulash quyidagi tartibda bajariladi:
generator sinxron tezlikdan ko‘pi bilan 2—3% farq qiladigan aylanishlar chastotasigacha aylantiriladi, chastotalarning yo‘l qo‘yiladigan farqi, odatda, IRCH rele asosidagi avtomatik qurilma bilan nazorat qilinadi;
shunt reostati va АРВ ning o‘rnatilishini o‘zgartiruvchi qurilma salt ishlaganda U_g.nom. ni ta’minlovchi uyg‘otishga to‘g‘ri keluvchi holatga qo‘yilishi kerak, bunda АГП o‘chirilgan holatda bo‘ladi;
generatorning vыklyuchateli ulanadi va u ulangan zahoti АГП ni ulash uchun avtomatik tarzda buyruq beriladi.

Generator tarmoqqa ulangandan so‘ng, qisqa vaqt asinxron dvigatelga o‘xshash ishlaydi. Asinxron sirpanish momenti generatorning rotorini sinxron chastotada aylanishga tortadi. Uyg‘otish berilgandan so‘ng rotorning chulg‘amida tokning ko‘payib borishi bilan asta-sekin oshib boruvchi sinxron momenti hosil bo‘ladi. Natijada generator vali keskin mexanik turtkilarga duch kelmaydi.

O‘z-o‘zini sinxronlash usuliniig asosiy afzalligi generatorni tarmoqa ulash texnologiyasining soddaligidadir, chunki bu vaqtda ulanadigan generator bilan tizim kuchlanishlarining qiymatlarini va chastotalarini aniq to‘g‘rilashga hojat qolmaydi. Sinxronlash ancha soddalashadi va tezlashadi, ulashlardagi yo‘l qo‘yilgan xatolar tufayli mashinaning og‘ir buzilish ehtimollari yo‘qoladi, jarayonni avtomatlashtirish soddalashadi, shuningdek energotizimdagi chastota va kuchlanish o‘zgarganda ham ulash mumkin bo‘ladi.
Normal ishlash sharoitlarida o‘z-o‘zini sinxronlash usuli generator-transformator bloki sxemasida ishlaydigan va chulg‘amlari bilvosita sovitiluvchi turbogeneratorlarni, shuningdek hamma gidrogeneratorlarni ulash uchun qo‘llaniladi.
Chulg‘amlari bilvosita sovitiladigan va generator kuchlanishi shinasida ishlaydigan turbogeneratorlarni, shuningdek chulg‘amlari bevosita sovitiluvchi generatorlarni ulash ham, odatda, aniq sinxronlash usuli bilan bajariladi.
Avariya tugatilgach, hamma generatorlarni parallel ishga tushirish o‘z-o‘zini sinxronlash usuli bilan amalga oshirilishi mumkin.
Sinov savollari.
1. Generatorlarni tubdan ta’mirlash necha yilda bir marotoba amalga oshiriladi?

2. 
   Generatorlarni qanaqa sovitish tizimlarini bilasiz?
   

2. 
   Generatorlarni suyuqlik bilan sovitish tizimini tushuntirib bering?
   

3. 
   Generatorlarni necha xil qo‘zg‘atish tizimlari mavjud?
   

3. 
   Generatorlarni parallel ishga tushirishni necha usulini bilasiz?
   

3. 
   Generatorlarni parallel ishga tushirish shartlarini tushuntirib bering?
   

Mavzu: 9. Transformatorlarni ishlatishdagi talablar.